近日，中国农业科学院烟草研究所烟草功能成分与生物合成创新团队联合中国农科院华东中心等单位，利用中国菰基因聚合实现了水稻类黄酮生物强化。相关研究成果发表在《植物生理学和生物化学》(Plant Physiology and Biochemistry)上。
基因聚合过表达使水稻种子由无色变为深棕色。中国农科院烟草所供图
作为水稻的近缘属，菰属植物具有栽培稻丢失的许多优良性状，如高类黄酮和耐深水等，为克服水稻育种瓶颈提供了重要的优异性状基因供体材料。中国菰米富含多种类黄酮，ZlRc为类黄酮合成调控基因，ZlRd为类黄酮合成结构基因。目前，两个基因聚合在平衡水稻生长和类黄酮生物强化中的利用价值尚不清楚。
该研究发现，两个基因聚合过表达能够在不影响水稻农艺性状、产量以及叶片叶绿素含量和光合气体交换参数的前提下，使水稻种子由无色变为深棕色，并显著提高其类黄酮含量、抗氧化活性以及对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶、胰脂肪酶和酪氨酸酶的抑制作用。
通过转录组、基因表达分析以及酶活性等的测定，明确了ZlRc和ZlRd基因聚合过表达能够促进类黄酮合成结构基因表达。
该研究对水稻营养强化和推动其生物育种具有重要意义。该研究得到中国农业科学院科技创新工程和青年创新专项等项目的支持。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2025.110137
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